1.4. CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
1.4.4.2. Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)
Trong phổ cộng hƣởng từ hạt nhân proton, tất cả proton của carbohydrate (bao gồm cả mono-, oligo- và polysacarit-) có độ dịch chuyển hóa học nằm trong khoảng từ 1-6 ppm. Các proton anomeric của mỗi monosacarit có độ dịch chuyển hóa học phụ thuộc vào cấu dạng α- hoặc β-của chúng. Ví dụ, hầu hết các proton của α-anomeric xuất hiện trong vùng từ 5-6 ppm, trong khi đó các proton β-anomeric xuất hiện ở vùng 4-5 ppm.
Mặc dù phổ 13C-NMR có tín hiệu yếu hơn nhiều, nhƣng lại có nhiều
thuận lợi hơn phổ 1H-NMR trong phân tích cấu trúc của polysacarit do các tín
hiệu trong phổ 13C-NMR có độ dịch chuyển hóa học rộng hơn (0-220 ppm) so
với phổ 1HNMR. Vì vùng giá trị lớn nên các tín hiệu ít chồng lấp lên nhau
nhƣ trong phổ proton NMR. Các tín hiệu của C-anomeric trong phổ 13C-
NMR thƣờng xuất hiện trong vùng từ 90-100 ppm, trong khi đó các tín hiệu của C-nonanomeric xuất hiện trong vùng từ 60-85 ppm.
Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân một chiều 13C và 1H của polysacarit thƣờng có độ phân giải thấp, các tín hiệu trùng lấp nhau khi trong phân tử của chúng có chứa nhiều gốc đƣờng tƣơng tự nhau. Điều này gây ra rất nhiều khó khăn trong việc giải thích chi tiết cấu trúc của polysacarit. Khi đó, phổ cộng hƣởng từ hạt nhân hai chiều sẽ giúp xác định thêm những thông tin về các liên kết trong phân tử, thông qua các tƣơng tác giữa proton với proton và giữa proton với cacbon. Phổ 1H, 1H-COSY (Correlation spectroscopy) biểu diễn mối tƣơng quan giữa 1H và 1H của hạt nhân cùng loại, phổ 1H, 13C-COSY (hay cũng đƣợc gọi là phổ HMQC (Heteronuclear Multiple Quantum Correlation) hay HECTOR (Heteronuclear Correlated Spectroscopy)) biểu diễn mối tƣơng quan giữa 1H và 13C của các hạt nhân khác loại. Phổ hai chiều 2D-NOESY (Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy) thể hiện sự tƣơng tác về mặt không gian của các proton nằm trên các nguyên tử cacbon ở cách xa nhau nhƣng khoảng cách không gian giữa chúng nhỏ hơn 4Å. Phổ 2D-HMBC (Hecteronuclear Multiple Bond Coherence) thể hiện mối tƣơng quan của tín hiệu 1H ở một nguyên tử 13C với tín hiệu của nguyên tử 13C khác cách xa nó 2
hoặc 3 liên kết, ngƣợc lại phổ 13C-1H HMQC hay HETCOR thể hiện mối tƣơng tác của 1H với 13C liên kết trực tiếp với nhau. Phổ 2D-TOCSY (Totally Correlated Spectroscopy) là phổ tƣơng quan toàn phần biểu diễn sự tƣơng quan của các proton liên kết và không liên kết trực tiếp nhƣng trong cùng một hệ spin giống nhau. Ví dụ: tất cả proton của một gốc đƣờng là thuộc cùng một hệ spin giống nhau. Tóm lại, phổ cộng hƣởng từ hạt nhân hai chiều sẽ cho ta thêm những thông tin để xác định trình tự và vị trí của các liên kết trong phân tử polysacarit thông qua các tƣơng tác giữa proton với proton và proton với cacbon trong các liên kết trực tiếp đồng hạt nhân hoặc các liên kết dị hạt nhân không trực tiếp.